閱讀短文,回答下列問題。
極目一號2022年5月15日凌晨1點26分,中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4300米的科考營地順利升空。凌晨4點40分,達到9032米,超過珠峰8848.86米的高度,創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測的世界紀錄。
據(jù)介紹,執(zhí)行此次觀測任務(wù)所使用的浮空艇,是我國自主研發(fā)的系留浮空器,長55米、高19米,浮空艇體積為9000立方米,總重量約2.625噸,地面錨泊車重90噸,通過地面錨泊設(shè)備系纜控制升空和駐空(如圖甲)。浮空艇有兩個氣囊,一個是主氣囊,里面充氦氣(氦氣密度比空氣小很多),下邊腹部還有一個小的副氣囊,里面充空氣,通過調(diào)節(jié)副氣囊的空氣墊就可以調(diào)節(jié)壓力(如圖乙)。
(1)浮空艇的整體外形呈現(xiàn)白色,因為在白天使用時,白色可以反射光線、減少
紅外線
紅外線
(選填“紅外線”或“紫外線”)的吸收,使浮空艇內(nèi)部氣體升溫不會過快。
(2)因為大氣壓隨海拔升高而 減小
減小
,所以在升空過程浮空艇為了保持內(nèi)外氣壓差處在安全范圍,副氣囊需要 排出
排出
(選填“排出”或“注入”)空氣。
(3)若浮空艇攜帶的科研器材質(zhì)量175kg,囊內(nèi)氣體的總質(zhì)量為4t,則未升空前,浮空艇受到空氣的浮力為 7.2×104
7.2×104
N,系留纜繩對浮空艇在豎直方向的拉力為 4×103
4×103
N。(不同海拔下大氣壓和空氣密度見下表,g取10N/kg)
海拔/m |
4000 |
4300 |
4500 |
5000 |
6000 |
7000 |
8000 |
9000 |
大氣壓/kPa |
57.6 |
55 |
53.4 |
50 |
43.2 |
36.7 |
30.9 |
26.8 |
空氣密度/kg/m3 |
0.82 |
0.8 |
0.78 |
0.74 |
0.66 |
0.59 |
0.53 |
0.47 |
(4)氣囊內(nèi)的氣壓可以用公式
近似表示,其中p表示氣壓,單位Pa,t表示氣體溫度,單位℃,V表示氣體體積,單位m
3,系數(shù)k隨副氣囊空氣質(zhì)量變化而變化的情況如圖丙所示。假設(shè)氣囊內(nèi)氣壓均勻,且等于外界氣壓,溫度恒為27℃,則浮空艇從7000m上升到9000m,氣囊內(nèi)空氣質(zhì)量變化約為
1100
1100
kg。